AI算力需求持续增长，带动先进半导体市场扩张。与此同时，芯片制造也正在向更微细、更高集成度以及3D堆叠方向发展，制造工艺日益复杂，对半导体设备及其关键零部件的材料性能提出了更高要求。

在这一趋势下，先进陶瓷正在进入越来越多过去由金属等材料承担的应用场景。近日，日本京瓷（KYOCERA）在面向媒体的技术说明会上介绍了其半导体制造设备用精密陶瓷业务，并表示将进一步扩大前道工艺应用，同时积极开拓先进封装、中后道等新市场。

京瓷产品在半导体制造设备中的应用场景

半导体工艺升级，陶瓷为什么越来越重要？

随着微缩化、Chiplet以及3D堆叠技术不断发展，半导体制造过程中的温度、等离子体、电气以及精度要求都在不断提高。

例如，在刻蚀、成膜等工艺中，面对更加复杂的3D结构，等离子体气体种类不断增加，电气功率提高，工作温度范围也进一步扩大，从低温一直延伸至数百度高温环境。

而在光刻、检测等环节，设备则需要实现纳米级精度，同时兼顾低热膨胀、轻量化和高刚性，以保证高速运动和长期稳定运行。这些苛刻条件，使传统金属材料逐渐面临性能瓶颈，也为精密陶瓷创造了更多机会。

从氧化铝到氮化铝，材料选择成为核心竞争力

京瓷在半导体设备陶瓷领域的优势之一，是拥有较为完整的材料体系。目前，其产品覆盖氧化铝、碳化硅、氮化硅、氧化锆等常见陶瓷材料，同时还布局了氮化铝、蓝宝石、氧化钇、YAG分散氧化铝等材料。

蓝宝石基板

对于半导体设备而言，不同工艺、不同位置对材料的要求并不相同，因此并不存在一种陶瓷材料能够解决所有问题。例如，在静电卡盘应用中，常温环境下可以采用成本相对较低的氧化铝；而面对更高温度的工艺环境，则可以采用具有更好热性能的氮化铝。因此，材料体系的丰富程度以及根据工况进行材料匹配的能力，正在成为陶瓷零部件企业的重要竞争力。

除了材料本身，京瓷还强调其成形与加工能力。依托陶瓷封装等领域积累的技术，公司可以通过陶瓷薄片叠层、烧结等方式，在零部件内部形成复杂的中空流道，并实现电极、加热器等结构的立体集成。

带有空心结构和电极的氧化铝陶瓷及氧化铝、氮化铝静电卡盘

从晶圆夹持到腔体观察窗，陶瓷已渗透多个环节

目前，京瓷的精密陶瓷产品已经覆盖半导体制造多个环节。在前道工艺中，其产品包括静电卡盘、真空卡盘、晶圆搬运手、加热器、光刻设备用载台等；在后道工艺中，则涉及背面研磨、探针台等设备。

其中，静电卡盘是半导体设备中的典型陶瓷应用。其通过静电力固定晶圆，在真空环境等无法采用传统气体吸附的工艺中发挥重要作用。

此外，京瓷还展示了用于光刻、检测等设备的Pin Chuck（针式卡盘），以及用于背面研磨的多孔卡盘。蓝宝石则可以用于真空腔体观察窗，在高温、等离子体等严苛环境下，相比普通玻璃具备更好的适应能力。

值得注意的是，京瓷还展示了方形卡盘。这背后对应的是一个正在受到关注的新趋势——随着面板级封装等技术发展，未来半导体制造过程中可能出现更多玻璃等方形基板，对卡盘的尺寸和结构提出新的要求。

Pin Chuck和方形卡盘

“金属够用”的地方，也开始需要陶瓷

相比前道工艺，先进封装以及中后道工艺过去对材料的要求相对没有那么苛刻。但随着先进封装、高密度互连以及3D集成技术不断发展，中后道工艺本身也在变得更加复杂。

京瓷认为，一些过去采用金属材料就能够满足需求的部件，如今也开始出现采用陶瓷材料的必要性。这可能是先进陶瓷在半导体设备领域值得关注的一个变化。

从前道向先进封装延伸，陶瓷市场空间继续扩大

面对AI半导体持续增长的需求，京瓷正在进一步强化全球生产和研发体系。目前，公司在日本、美国、德国共布局9个制造及研发基地，并计划于2026年9月1日启用长崎谏早工厂。

未来，公司仍将把光刻、刻蚀、成膜等前道工艺作为重点，同时进一步向先进封装以及中后道市场拓展，并推进下一代静电卡盘等产品。京瓷提出，希望半导体制造设备相关业务保持两位数以上的年均增长率，超过晶圆制造设备市场整体增速。

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